基因組與染色體組的區別

1 基因組簡介：

目前在不同的學科中，對基因組含義的表述有所不同，概括為如下：①從細胞遺傳學的角度來看，基因組是指一個生物物種單倍體的所有染色體數目的總和；②從經典遺傳學的角度來看，基因組是一個生物物種的所有基因的總和；③從分子遺傳學的角度來看，基因組是一個生物物種所有的不同核酸分子的總和；④從現代生物學的角度來看，基因組是指導一個生物物種的結構和功能的所有遺傳信息的總和，包括全部的基因和調控元件等核酸分子。在中學教材中關於基因組就是一個細胞中遺傳物質的總量。人類基因組是指人體DNA分子所攜帶的全部遺傳信息。人的單倍體基因組由24條雙鏈的DNA分子組成（包括1～22號染色體DNA與X、Y染色體DNA），上邊有30億個鹼基對，估計有3～5萬個基因。人類基因組計劃就是分析測定人類基因組的核苷酸序列。其主要內容包括繪製人類基因組的四張圖，即遺傳圖、物理圖、序列圖和轉錄圖。繪製這四張圖好比是建立一個「人體地圖」，沿著地圖中一個個路標，如「遺傳標記」、「物理標記」等，可以一步步地找到每一個基因，搞清楚每一個基因的核苷酸序列。不同生物基因組大小及複雜程度不同，具有物種差異性。一般來說，從原核生物到真核生物，其基因組大小和DNA含量是隨著生物進化複雜程度的增加而逐步上升的。隨著生物結構和功能複雜程度的增加，需要的基因數目和基因產物種類越多，因而基因組也越大。但不同生物的基因組間有一定的相關性，表現為基因特性的相似、結構及組成的雷同、遺傳信息的傳遞方式及遺傳密碼的趨同性等。動物基因組的主要成分是核基因組，它與細胞質分開。組成核基因組和線粒體基因組的序列形式與原核生物顯著地不同，在不同物種中也有一些差異，有些序列是單拷貝的，而另一些序列是多拷貝的；另外還有大量的不編碼蛋白質的DNA序列。

基因組學是研究生物基因組的結構和功能的科學，即從整體水平上來研究一個物種的基因組的結構、功能及調控的一門科學。基因組學可分為結構基因組學和功能基因組學兩大部分。結構基因組學是研究生物基因組結構的科學。它是基因組研究的第一階段的工作，建立功能基因組學的基礎。其主要目標是繪製生物的遺傳圖、物理圖、轉錄圖和序列圖。自1990年開始實施人類基因組計劃以來，在它的影響下，迄今已完成了100多個物種的基因組DNA序列的測定，其中包括流感嗜血桿菌、大腸桿菌、酵母、秀麗線蟲等多個病原微生物和模式生物以及人類基因組的測序。功能基因組學是建築在結構基因組學基礎上的基因組分析的第二階段。其主要內容是：利用結構基因組學所提供的生物信息和材料，全基因組或全系統地理解某種生物的遺傳體系，即闡明DNA序列的功能。功能基因組學的研究必須結合計算機科學和統計學，採用高產出和大規模的實驗技術。

開展基因組學研究的意義：（1）通過物種的基因組測序，可以獲得其他手段所無法獲得的蘊藏在DNA分子中的遺傳信息，使人們能夠從整個基因組結構的宏觀水平上了解基因的功能以及它們相互之間在表達調控機制上的聯繫，加深對生命本質的認識，揭開生命之謎。（2）從整體上了解染色體和基因的空間結構，以及它們對DNA複製、基因轉錄和表達調控的影響和作用。（3）通過基因組測序，可以比較不同物種之間在DNA序列和基因結構上的差異，使人們能夠在基因組的整體水平上認識生物的起源和進化。（4）研究突變、重排和染色體斷裂等方面的DNA病理改變，了解人類各種疾病的分子機理，為診斷、預防和治療這些疾病提供理論依據。（5）研究家畜和各種農作物經濟性狀的基因結構以及基因在染色體上的位置，為開展分子育種工作提供理論依據。

2染色體組

一般地說，像生殖細胞中一組大小、形態和功能各不相同的染色體就叫一個染色體組。由於自然界中幾乎所有的動物和過半數的植物都是二倍體生物，因此"一般地說"應指二倍體生物而言。具體的說就是體細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，但是，攜帶著控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。染色體組的特點是：①在一個染色體組中，所有染色體在形態、大小方面各不相同，即不是同源染色體；②不同生物的染色體組數和每個染色體組所包括的數目、形態、大小都不相同。

染色體組數的判定：①看細胞或生物體的基因型：若控制同一性狀的基因出現幾次(包括控制相同性狀和相對性狀的基因，即表示基因的同一字母的大、小寫)，則該細胞或生物體就含有幾個染色體組。②看染色體的形態、大小：若細胞內形態、大小相同的染色體有幾條(即同源染色體有幾條)，則含有幾個染色體組。（3）染色體組數=染色體是數/染色體形態數。

3．基因組與染色體組關係

一個染色體組攜帶著生物生長發育、遺傳變異的全部信息，可稱為基因組。在無性別分化的生物中，如水稻、玉米等，一個染色體組數=一個單倍體基因組數；在XY和ZW型性別決定的生物中，一個染色體組數=N條常染色體+1條性染色體（假設體細胞的染色體數為2N，2條性染色體）；單倍體基因組數= N條常染色體+2條異性染色體，對於人類則是22條常染色體+X+Y。

習題連接：

1人類基因組計劃所測定的染色體是（ ）

A．所有常染色體B．22條常染色體和X、Y性染色體

C．所有性染色體D．22條常染色體和2條X染色體

解析：人類體細胞共有23對染色體，其中有22對染色體，它們的形態、大小基本相同，另有兩條性染色體，其形態、結構有較大的差別，其基因和鹼基排列順序有明顯的不同，所以人類單倍體基因組由22條常染色體DNA分子和X、Y兩條性染色體DNA分子組成。答案 B

2我國遺傳學科學家率先繪製了世界上第一張水稻基因遺傳圖，為水稻基因組計劃做出了重要貢獻。水稻體細胞中有24條染色體，那麼水稻基因組計劃要研究的DNA分子數為（ ）

A．48個 B．24個

C．13個 D．12個

解析：水稻是無性別分化的生物，它的一個染色體組數=一個單倍體基因組數。在研究基因組時只測體細胞中同源染色體的一半即可，故只研究12個DNA分子。答案 D

3人類基因組是指 （）

A、人體DNA分子所攜帶的全部遺傳信息

B、人體信使RNA分子所含有的全部密碼子

C、人體23條染色體上DNA分子所含有的全部遺傳信息

D、人體24條染色體上DNA分子所含有的全部遺傳信息

解析：本題屬於記憶內容。答案：A

4下列關於染色體組的正確敘述是（　）

A．染色體組內不存在同源染色體 B．染色體組只存在於生殖細胞中

C．染色體組只存在於體細胞中 D．染色體組在減數分裂過程中消失

解析：染色體組中沒有同源染色體。答案：A

5．下列對染色體組的理解正確的是（　　）

A．單倍體生物體細胞中的全部染色體 B．二倍體生物配子中的全部染色體

C．多倍體生物配子中的全部染色體 D．各種生物配子中的全部染色體

解析：一個染色體組是指二倍體生物配子中的全部染色體。答案：B

6下列關於染色體組的敘述，不正確的是（ ）

A．染色體組中每種形態的染色體成單存在

B．一個染色體組中無等位基因

C．基因型為Aa的個體的體細胞中含有2個染色體組

D．有性生殖的配子細胞中的染色體肯定為一個染色體組

解析：二倍體生物其配子中含有一個染色體組。而多倍體生物的配子中則不只一個染色體組。答案：D

7．下列細胞中，具有三個染色體組的是（　）

①二倍體水稻的受精卵 ②二倍體水稻受精極核 ③普通小麥的受精卵④普通小麥的卵細胞 ⑤二倍體水稻的胚細胞 ⑥二倍體水稻的胚乳細胞⑦普通小麥的胚細胞 ⑧普通小麥的胚乳細胞

A．①②③ B．②④⑥ C．③④⑤ D．②③④⑥⑦

解析：二倍體水稻的受精卵含有二個染色體組，二倍體水稻受精極核是由2個極核和1個精子結合形成的，染色體組為三個。普通小麥的受精卵和胚細胞含有六個染色體組，卵細胞則有三個染色體組。普通小麥的胚乳細胞則含有9個染色體組。答案：B

8．已知普通小麥體細胞染色體數目為42，染色體組數為6，一組染色體數和生殖細胞染色體組應是（　　）

A．8和2 B．4和2 C．7和3 D．42和21

解析：一組染色體數=體細胞染色體數/染色體組數=7。普通小麥體細胞含有6個染色體組，所以生殖細胞染色體組應是3個。答案：C。

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